Polarisation hjælper kræftceller med at danne metastaser

En internationalt forskergruppe har fundet, at en enkeltcellet polarisation er medvirkende til, at cirkulerende tumorceller lettere kan bryde ud af blodkredsløbet og dermed få bedre muligheder for at sprede kræft i form af metastaser. De nye resultater kan være med til finde en måde at hæmme spredning af kræft via metastaser.

28.02.2018 | Lisbeth Heilesen

Polariserede humane melanomceller i suspension. Billedet til venstre viser et fluorescensmikroskopisk billede af fordelingen og polarisation af proteinet ezrin (vist i gul) og såkaldte aktin cytoskelet (vist i magenta). Cellekernen er vist i cyan. Billedet til højre viser et tyndt afsnit transmissionselektronmikroskopibilledet, der afslører stærk polarfoldning af plasmamembranen, hvilket gør den polariserede ende "klæbrig", hvorved det bliver lettere for cellerne at fastgøre sig. Figur: Anna Lorentzen.

Metastaser er spredningen af kræftceller fra primære tumorer via lymfesystem og blodkredsløb, og de er hovedårsagen til, at kræftpatienter dør. Disse cirkulerende tumorceller  er udsat for barske betingelser såsom mekanisk stress og angreb fra immunsystemet. For at forlade kredsløbssystemet skal cirkulerende tumorceller være i stand til at fæstne sig til en karvæg, migrere gennem karvæggen (transmigration) og gennem vævet til metastasering, dvs. spredning af kræften. Under disse migrationsstrin skal tumorceller om-arrangere deres orientering og polarisering for at danne en for- og bagside.

Ny forskning har nu ført til opdagelsen af en ny type polarisering af cirkulerende tumorceller (betegnet enkeltcellepolaritet), der favoriserer deres vedhæftning og transmigration. Polariserede celler kan derfor forlade det fjendtlige cirkulationsmiljø hurtigere end upolariserede celler, hvilket øger deres chance for at etablere metastaser.

I denne nye forskning har postdoc Anna Lorentzen fra Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet sammen med bl.a. forskere fra Helmholtz Center München og det tyske kræftforskningscenter i Heidelberg karakteriseret polaritet i forskellige typer kræftcellelinjer og tumorceller isoleret fra kræftpatienter. De kunne vise, at cellerne bruger deres "klæbrige" enkeltcellepol for direkte at fastgøre sig til overflader. Derudover orienterer cellernes indre polarisering det cellulære maskineri for at fremme binding og transmigration.

Ved anvendelse af in vitro, in vivo og in silico metoder har Lorentzen og hendes kollegaer demonstreret, at enkeltcellepolaritet korrelerer med metastaser af cirkulerende tumorceller, og at ændringer i cellulære regulatorer af enkeltcellepolaritet førte til reduceret metastase i musemodeller. Disse undersøgelser giver et nyt potentielt mål i kampen mod metastatisk kræft.

Forskerene vil nu studere den kliniske betydning af disse fund for at få mere indsigt i de molekyler, som regulerer enkeltcellepolaritet med henblik på at identificere potentielle mål for behandling af metastatisk kræft.

Resultaterne er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Nature Communication med titlen: "Single cell polarity in liquid phase facilitates tumour metastasis”. DOI 10.1038/s41467-018-03139-6.


Mere information

Postdoc Anna Lorentzen
Institut for Molekylærbiologi og Genetik, Aarhus Universitet
anna@mbg.au.dk - 87155478

Forskning